Einführung in das Konzept und die Anwendung von WebSocket in Pythons Tornado

Die asynchrone Natur von Tornado macht es sehr gut für die Verarbeitung mit hoher Parallelität auf Servern geeignet. Das Anwendungsframework für dauerhafte Verbindungen zwischen dem Client und dem Server ist eine typische Anwendung mit hoher Parallelität. WebSocket ist die HTML5-Standardtechnologie, die eine dauerhafte Verbindung zwischen dem HTTP-Client und dem Server herstellt. In diesem Kapitel wird die Anwendung der WebSocket-Technologie im Tornado-Framework erläutert.
Das WebSocket-Protokoll ist ein neues Standardprotokoll (RFC6455), das von HTML5 definiert wird und eine Vollduplex-Kommunikation zwischen dem Browser und dem Server implementiert.

1. WebSocket-Anwendungsszenarien

Traditionelle HTTP- und HTML-Technologien nutzen den Client, um aktiv Anfragen an den Server zu senden und Antworten zu erhalten. Da jedoch die Nachfrage nach Instant Messaging steigt, kann dieses Kommunikationsmodell manchmal die Anforderungen von Anwendungen nicht erfüllen.

WebSocket ähnelt der gewöhnlichen Socket-Kommunikation. Es unterbricht das Eins-zu-Eins-Kommunikationsmodell von HTTPs Anforderung und Antwort und unterbricht auch das Anwendungsszenario, in dem der Server Clientanforderungen nur passiv annehmen kann. Vielleicht haben Leser von dynamischen Client-Technologien gehört, die auf traditionellem HTTP basieren, wie Ajax und Long Poll, aber diese Technologien nutzen alle Polling-Technologie, die viel Netzwerkbandbreite und Rechenressourcen verbraucht.

WebSocket ist der HTML5-Standard, der für die Bewältigung solcher Szenarien entwickelt wurde. Im Vergleich zur gewöhnlichen Socket-Kommunikation definiert WebSocket einen grundlegenden Interaktionsprozess auf der Anwendungsebene, sodass Server-Frameworks wie Tornado- und JavaScript-Clients Standard-WebSocket-Module erstellt werden können .

Die Eigenschaften von WebSocket lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• WebSocket eignet sich für Szenarien, in denen der Server aktiv pusht.

• Im Vergleich zu Technologien wie Ajax und Long Poll ist das WebSocket-Kommunikationsmodell effizienter.

• WebSocket schließt die Internetkommunikation weiterhin mit HTTP ab.

• Da es sich um ein Standardprotokoll von HTML5 handelt, wird es nicht von Unternehmens-Firewalls blockiert.

2. Kommunikationsprinzip von WebSocket

Das Kommunikationsprinzip von WebSocket besteht darin, eine dauerhafte TCP-Verbindung zwischen dem Client und dem Server herzustellen dass der lokale Server sofort kommunizieren kann, wenn er Nachrichten hat, die an den Client weitergeleitet werden müssen.

Obwohl WebSocket kein HTTP ist, muss WebSocket dennoch mit HTTP zusammenarbeiten, da HTML-Inhalte gekapselt und über HTTP im Internet übertragen werden. Die IETF definiert den Standardprozess zum Einrichten eines WebSocket-Kanals basierend auf einem HTTP-Link in RFC6455.

Der Client teilt dem Server mit, dass er einen WebSocket-Long-Link-Kanal einrichten muss, indem er die folgende HTTP-Anfrage sendet:

GET /stock_info/?encoding=text HTTP/1.1
Host:echo.websocket.org
Origin:http://websocket.org
Cookie:__token=ubcxx13
Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

Leser können feststellen, dass es sich immer noch um ein HTTP-Anfragepaket handelt und sind sehr vertraut mit dem Inhalt.

• HTTP-Anfragemethode: GET

• Anfrageadresse:/stock_info

• HTTP-Versionsnummer: 1.1

• Server-Host-Domänenname: echo.websocket.org

• Cookie-Informationen: __token=ubcxx13

Der HTTP-Header enthält jedoch vier unterschiedliche Felder:

Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

Dies ist der Kern des WebSocket-Linkaufbaus. Der Client möchte einen WebSocket-Link herstellen verwendet Die WebSocket-Version ist 13 und der Schlüssel ist uRovscZjNol/umbTt5uKmw==.

Wenn der Server nach Erhalt der Anfrage der Einrichtung einer WebSocket-Verbindung zustimmt, gibt er eine Antwort ähnlich der folgenden zurück:

HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake
Date:Fri,10 Feb 2012 17:38:18 GMT
Connection:Upgrade
Server:Kaazing Gateway
Upgrade:WebSocket
Access-Control-Allow-Origin:http://websocket.org
Access-Contril-Allow-Credentials:true
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=
Access-Control-Allow-Headers:content-type

Dies ist immer noch eine Standard-HTTP-Antwort, in der der Header Informationen zu WebSocket lauten:

Connection:Upgrade
Upgrade:WebSocket
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=

Die ersten beiden Daten teilen dem Client mit: Der Server hat diese Verbindung in einen WebSocket-Link umgewandelt. Sec-WebSocket-Accept sind die Daten, die nach der Verschlüsselung des vom Client gesendeten Sec-WebSocket-Key generiert werden, damit der Client bestätigen kann, dass der Server normal funktionieren kann.

Zu diesem Zeitpunkt wurde eine dauerhafte TCP-Verbindung zwischen dem Client und dem Server hergestellt, und beide Parteien können jederzeit Nachrichten aneinander senden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEinführung in das Konzept und die Anwendung von WebSocket in Pythons Tornado. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!